Полная версия Тех. поддержка Горячее Лучшее Новое Сообщества
Войти
Ностальгия Тесты Солянка Авто Демотиваторы Фото Открытки Анекдоты Видео Гифки Антифишки Девушки Кино Футбол Истории Солянка для майдана Ад'ок Еда Кубики Военное Книги Спорт Наука Игры Путешествия Лица проекта Юмор Селфи для фишек Факты FAQ Животные Закрыли доступ? Предложения проекту Реклама на фишках

Философии полного привода: Quattro, 4Matic, xDrive и азиаты (6 фото)

Вадим
09 июня 2015 15:18
Если в эту секунду кто-то на земном шаре не спорит об эффективности конструкций полного привода, значит время остановилось. Или вымерли все автомобилисты. Потому что всегда были и всегда будут непримиримые фанаты Audi Quattro, BMW xDrive, а также полноприводных Subaru и Mitsubishi… Самое смешное, что зачастую спорщики вообще не в курсе «матчасти».

Они твердо знают, что Evo круче STI (или наоборот), но вот почему – это уже сложнее... Мы собрали подробности о конструкции всех основных легковых систем 4х4.

Зачем это нужно?

Не так давно наш эксперт Борис Игнашин написал довольно подробный материал о том, зачем в принципе нужен легковой полный привод. Здесь мы сосредоточимся на технических и философских отличиях знаменитых систем 4х4, однако вкратце все-таки поясним, в чем смысл сего безобразия.

Самое очевидное "легковое" преимущество полноприводной трансмиссии - лучшая разгонная динамика: понятно, что машина быстрее разгоняется, если крутящий момент передается на все колеса, а не только на одну пару. Особенно это ощутимо на скользком покрытии и при избытке мощности: у некоторых спорткаров, имеющих модификации с разным типом привода, даже паспортное время ускорения до 100 км/ч меньше для версий "4Х4". Но все же у каждого колеса есть некий предел сцепления, и если при прямолинейном движении он ограничивает только величину реализуемого момента, то в повороте все несколько сложнее.

Тут нагрузка на ведущее колесо складывается из продольной силы, то есть вектора тяги, и поперечной, которая стремится сдвинуть машину наружу от центра дуги, - когда сумма этих сил превышает указанный предел, начинается скольжение. То есть, колесо, нагруженное моментом, хуже сопротивляется боковой нагрузке - именно поэтому в общем случае заднеприводные автомобили обладают избыточной поворачиваемостью (склонностью к заносу задней оси), а переднеприводные - недостаточной (снос передних колес). На практике встречаются исключения из этого правила, обусловленные различным распределением массы по осям и прочими факторами, но проблема имеет место быть, равно как и решение - полный привод.

Впрочем, здесь тоже все не так однозначно, причем в прямом смысле слова. Если моноприводная машина для мало-мальски квалифицированного и опытного водителя не является загадкой, то, заходя в быстрый поворот на полном приводе, нужно быть готовым как с сносу, так и к заносу, не говоря уж о скольжении всех четырех колес, причем одна фаза может моментально смениться другой.

Такое своенравие проявилось на одном из первых серийных полноприводных автомобилей Jensen FF, увидевшем свет еще в 60-х годах прошлого века. Автомобильные журналисты восторгались феноменальной устойчивостью британского спорткара (к слову, мощность его двигателя превышала 300 л.с.) на мокрой дороге, но отмечали, что по достижении предела он срывается резко и непредсказуемо, и "отловить" его очень непросто. С тех пор вот уже полвека конструкторы бьются над созданием полного привода без страха и упрека не для бездорожья, и определенные успехи, конечно же, есть.

Quattro и немцы

Первой по-настоящему удачной "легковой" системой полного привода считается знаменитая quattro от Audi (мы писали о ее истории очень подробно), сначала апробированная в ралли (и именно благодаря этому так "раскрученная"), а с 1981 года используемая и на "товарных" автомобилях. Между тем, поначалу в чем-то эта трансмиссия была даже более примитивной, чем у того же "Дженсена" пятнадцатилетней давности.

Англичане уже тогда использовали самоблокирующийся межосевой дифференциал оригинальной конструкции, причем несимметричный. У Audi же тяга распределялась между осями в пропорции 50:50, а роль "центра" играл обычный планетарный дифференциал, принудительно блокируемый водителем, примерно как у нашей "Нивы".

Заслуга немцев была в другом: они очень грамотно скомпоновали свою трансмиссию, идеально приспособив ее для традиционной "аудюшной" схемы - изначально передний привод и продольное расположение силового агрегата. Что же до передовых решений, то их долго ждать не пришлось: через несколько лет распределением тяги уже заведовал вышеупомянутый механический "самоблок" Torsen, мгновенно и плавно реагирующий на изменение условий движения.

Однако повадки полноприводников Audi все еще тяготели к переднеприводности: чтобы побороть недостаточную поворачиваемость, машину нужно было по-раллийному "ломать" на входе в поворот решительными действиями рулем или педалью акселератора. Разумеется, речь идет об экстремальном вождении, в штатных режимах автомобили отлично держали дорогу и охотно вписывались в повороты, но все же...

И в 2007 году Torsen стал асимметричным: "по умолчанию" он раздавал крутящий момент в соотношении 40:60 в пользу задних колес, а при необходимости они могли получать вплоть до 80 процентов тяги. В это же время и развесовка новых моделей была пересмотрена: если раньше конструкторы стремились максимально загрузить передние ведущие колеса, то теперь в угоду управляемости акцент делался на задние.

В результате система quattro, несомненно, выиграла, но, например, модель А4, лишенная ее "в базе", стала "недоприводной": резкий старт на ее начальной переднеприводной версии весьма проблематичен из-за недостаточной загрузки передка. Справедливости ради нужно заметить, что "младшая" Audi A3 избежала подобной участи, поскольку она базируется на платформе Volkswagen Golf с поперечным расположением двигателя, и философия quattro тут совсем другая, основанная на постоянном переднем приводе и автоматически подключаемом заднем с фрикционной муфтой Haldex.

Подобные муфты, управляемые электроникой, только в приводе передних колес, использует сегодня BMW в своей трансмиссии xDrive. Правда, баварцы пришли к этому не сразу: с 1985-го до конца 90-х они использовали блокировки межосевого и заднего межколесного дифференциалов с помощью вискомуфт, затем им на смену пришли электрогидравлические муфты, а на рубеже веков проводились сравнительно недолгие эксперименты со свободными дифференциалами и электронной эмуляцией блокировок (тормозные механизмы "прихватывают" буксующие колеса, перераспределяя тягу на остальные).

Сегодня она сохранена на межколесном уровне, а межосевая муфта работает в тесном содружестве с электронными системами безопасности, отслеживающими массу различных параметров и дающими сигнал к степени сжатия фрикционных дисков. Этим xDrive принципиально отличается от quattro, где блокировка механическая, но, в отличие от Audi, полноприводные BMW при необходимости могут превращаться в чисто заднеприводные, что иногда очень даже неплохо.

А что же третий участник большой немецкой тройки? Вот уже более пятнадцати лет Mercedes остается верным концепции 4Matic, впервые воплощенной в 1997 году в трансмиссии кроссовера М-класса: свободные дифференциалы (межосевой - с небольшим "заднеприводным" акцентом) и никаких блокировок, только их имитация с помощью тормозов. Но имитация весьма убедительная: если хотя бы одно колесо сохраняет надежный контакт с покрытием, машина способна двигаться, а на скользкой дороге умная электроника ловко жонглирует тягой, избегая как недостаточной, так и избыточной поворачиваемости.

Между тем, начинался "Фирматик" в 1986 году с весьма мудреной по тем временам схемы: у полноприводного седана Е-класса было целых три гидромуфты, автоматически подключавших привод на передние колеса, а затем блокировавших межосевой и задний межколесный дифференциалы.

Похожую конструкцию имела трансмиссия суперкара Porsche 959, серийная версия которого увидела свет в том же 1986, с той лишь разницей, что у него двигатель располагался сзади, а блокировкой "центра" заведовал чрезвычайно продвинутый для своего времени компьютер. У нынешних полноприводных Porsche "мозги", разумеется, помощнее, но суть та же: электроника в тесном содружестве с системами безопасности управляет многодисковой муфтой в приводе передних колес, примерно так же, как у BMW.

Porsche 959

Азиатский ответ

В Японии пионером в широком применении полного привода на легковых автомобилях считается сравнительно небольшая компания Fuji Heavy Industries, выпускающая машины под маркой Subaru. Сначала, в 70-х годах, они отличались явным внедорожным уклоном, но постепенно выкристаллизовалась схема знаменитого симметричного полного привода, явно не без влияния Audi.

С концепцией quattro ее роднят и продольное расположение двигателя, и базовый передний привод, и множество вариаций, возникавших в процессе эволюции, - но, в отличие от немцев, японцы все же отошли от идеи "честного" постоянного 4WD: с недавних пор на автомобилях с "автоматом" используется муфта автоматического подключения заднего моста.

Впрочем, это не помешало "субаровцам" создать настоящую легенду: в 1992 году дебютировала модель Impreza, созданная на укороченной платформе Legacy специально с прицелом на участие в ралли (еще одна параллель с Audi quattro). Гражданская версия спортивного болида получила обозначение WRX и самый мощный вариант STI, который быстро приобрел статус культовой машины для поклонников активного драйва. Гарантом этого стала трансмиссия с блокировками дифференциалов, где в разных поколениях использовались и вискомуфты, и тот же Torsen, а у нынешней STI между осями стоит конструкция под названием DCCD (Driver Control Central Differential), способная менять степень блокировки как самостоятельно, так и по желанию водителя.

Извечный соперник спортивной "Импрезы" - Mitsubishi Lancer Evolution, стартовавший в том же 1992 и к настоящему времени переживший уже десятую смену поколений. Главное отличие от Subaru - поперечно расположенный двигатель, в остальном все похоже: постоянный полный привод, где "центр" изначально блокировался вискомуфтой, а теперь эта функция возложена на электронику.

Но главный козырь Mitsubishi - разработанный еще в 1996 году и совершенствовавшийся задний дифференциал AYC (Active Yaw Control): он не просто блокируется, а изменяет передаточное отношение главной передачи для каждого из колес отдельно с помощью редуктора, "подкручивая" в повороте то из них, на которое приходится большая нагрузка. В последней версии водитель может выбирать различные режимы работы трансмиссии, в зависимости от чего машина и едет по-разному: либо очень быстро и безопасно, следуя заданной траектории, либо по-хулигански, позволяя легко контролировать занос. Неудивительно, что многие эксперты называют нынешний EVO лучшим "драйвер'c каром" в мире из числа относительно недорогих, а недавнее решение японской компании прекратить его выпуск повергло поклонников в уныние.

Впрочем, нечто подобное можно испытать и за рулем куда более бюджетного "японца", Nissan Juke, - разумеется, в полноприводной версии. Его трансмиссия, конечно, попроще, но в ней есть своя изюминка: в приводе задних колес используется не одна фрикционная муфта, а две, своя для каждого колеса, и все та же вездесущая электроника теоретически может передавать тягу, например, только на правую сторону.

На практике это выливается в весьма эффективное оружие против недостаточной поворачиваемости, да и с вывешиванием колес такой Juke справляется очень достойно, - впрочем, последнее относится уже к проходимости, а мы ведем речь о "драйве". И тут у "Ниссана" есть еще одно выдающееся достижение в лице суперкара GT-R, примечательного не столько типом полного привода (между осями - многодисковая муфта, сзади - механический "самоблок"), сколько оригинальностью компоновки.

При переднем расположении двигателя его коробка передач вынесена к задним колесам для лучшей развесовки (так называемая схема transaxle), поэтому к ней идет один карданный вал, а другой, практически такой же длины, для привода передних колес, проходит параллельно ему в обратном направлении. На какие только ухищрения не пойдешь ради скорости и удовольствия от вождения!

Разумеется, приведенными примерами список разнообразных систем полного привода, используемых японскими производителями, не исчерпывается: для внутреннего рынка очень многие легковые модели, которые мы получаем в переднеприводной ипостаси, выпускаются в диковинных для нас модификациях "4х4".

Хотя в России, например, еще не так давно можно было приобрести седан Honda Legend с интеллектуальным приводом, распределявшим мощность, опять же, индивидуально для каждого колеса (впоследствии от этой системы отказались из-за дороговизны). Но практически все трансмиссии являются вариациями описанных схем, а отличия заключаются, в основном, в конструкции механизмов блокировки: это может быть электропривод или гидравлика, а у кого-то до сих пор в ходу старые добрые вискомуфты. Общая же тенденция - все более широкое применение электроники, от сложности и настроек которой сегодня зависит едва ли не больше, чем от механической составляющей.

Mitsubishi Lancer Evolution 1992

Что дальше?

Логическим продолжением прогресса в этой области можно считать появление гибридных систем полного привода, включающих в себя электродвигатели. Ведь тут не нужно тянуть никакие карданы, предусматривая для них тоннели, "съедающие" внутреннее пространство: проложил провода - и готово.

Кстати, один из первых в мире полноприводников построил более 100 лет назад тогда еще совсем молодой Фердинанд Порше, и это был именно электромобиль с четырьмя моторами, по одному на каждое колесо. С тех пор и электродвигатели, и аккумуляторы стали значительно эффективнее, а в этом деле больше других преуспели французы.

В частности, у Peugeot есть уже две серийные модели, 508 и 3008, имеющие версии, где передние колеса вращает двигатель внутреннего сгорания, а задние - синхронизирующийся с ним электромотор сравнительно небольшой мощности, но с огромным крутящим моментом, доступным на любых оборотах. Пока подобные гибриды нацелены больше на экономию топлива и экологичность, нежели на драйверские ценности, но, как говорится, лиха беда начало.

Канал Fishki.net в Telegram

Понравился пост? Поддержи Фишки, нажми:
1981
12
23
6
А что вы думаете об этом?
Показать 14 комментариев
Самые фишки на Фишках